A tej zsírtartalmának butirométeres meghatározása, Gerber-módszer szerint
A tej zsírtartalom meghatározás butirométeres módszerét dr. N. Gerber dolgozta ki 1892-ben. A módszer 1935-ben vált nemzetközileg is elfogadottá, mint acido-butirimetriás eljárás, amely megjelenik úgy a magyar, mint a nemzetközi szabványokban (ISO 2446, IDF 105) is.
A Gerber-módszer egy gyors módszer, amelyet ma is széles körben használnak a különböző automatizált, műszeres zsírvizsgáló eljárások mellett. A módszer előnyei a következők:
– Nincs szükség a mérési térfogat kalibrálására, amely rendkívül időigényes.
– A beruházási költségek relatív alacsonyak.
– A módszer csaknem valamennyi tejre és tejtermékre alkalmazható.
A hátránya, hogy a vizsgálathoz alkalmazott tömény kénsav nagyon agresszív. Ezért szigorúan be kell tartani egy sor biztonsági előírást, valamint az elhasznált vizsgálati anyagot csak a környezetvédelmi előírásoknak megfelelően szabad tárolni és megsemmisíteni.
A módszer alapelve
A vizsgálat során a vizsgálandó anyag egy speciális mérőedénybe, az ún. butirométerbe kerül. Ebben meghatározható annak zsírtartalma, mind tömeg, mind térfogat százalékban.
A zsír a tejben 0.1 – 10 mikrométer átmérőjű zsírgolyók alakjában van jelen. Ezek a zsírgolyók a tejben emulziót alkotnak. A zsírgolyók felületén ugyanis egy foszfolipidekből, fehérjékből és hidrát vízből álló védőburok található. Ez a védőburok meggátolja a zsírgolyók összeolvadását és stabilizálja azok emulziós állapotát.
Ahhoz, hogy a zsírt ki tudjuk szabadítani, el kell roncsolni a zsírgolyók védőburkát. Ezt 90 – 91 % töménységű kénsavval érjük el. A tömény kénsav oxidálja a védőburkot, de elroncsolja a tej fehérjéit és a laktózt is. A reakció során nagy mennyiségű hő szabadul fel, ezért a butirométerek felmelegednek. A roncsolást állandó kb. 65 °C hőmérsékleten kell végezni, annak érdekében, hogy az összes zsír szabad formában legyen jelen. A roncsolás gyorsasága és hatásfoka a butirométereknek 65 °C-os vízfürdőbe helyezésével segíthető elő. Az elroncsolt tejalkotórészek barna színűek. A szabaddá vált zsírt centrifugálással választhatjuk ki. Amilalkohol hozzáadása mellett a zsír és a savas oldat élesen elkülönülnek egymástól. A tej zsírtartalma ezek után, a bemért tejmenynyiségtől függően térfogat vagy tömeg százalékban olvasható le a butirométer skálájáról.
Alkalmazás
A vizsgálat 0 – 16 % zsírtartalmú nyers, pasztőrözött és UHT hőkezelt tejhez alkalmazható. A homogénezett tej vizsgálata különleges centrifugálási eljárást igényel.
A vizsgálathoz szükséges vegyszerek:
Kénsav (H2SO4 ), 20 °C-on 1.818 + 0.003 g/ml-1 sűrűségű.
Színtelen vagy legfeljebb enyhén színezett, amely mentes bármely oldott anyagtól, üledéktől.
| Veszélyességi szimbólum | Veszélyesség foka |
 |
C2 R 35 |
Megjegyzés:
A kénsav sűrűsége kb. 90 – 91 % legyen. Kerüljük a töményebb vagy hígabb koncentrációkat. 65 °C-on a kénsav töményebb koncentrációban megtámadja az amilalkoholt, ami vízelvonást okoz és olefinek képződnek. Mindez kedvezőtlenül befolyásolja a vizsgálati folyamatot.
Amilalkohol a Gerber-féle zsírmeghatározáshoz, isomer keverék 2-Methylbutan-1-ol és 3-Methylbutan-1-ol-ból, 20 °C-on 0.818 + 0.003 g/ml-1 sűrűségű. Az amilalkohol ne tartalmazzon olyan anyagot, ami a vizsgálati eredményeket befolyásolhatja!
Megjegyzés:
Az amilalkoholnak nyolc különböző isomerje ismert, azonban a Gerber-féle zsírmeghatározáshoz csak a fenti isomer keverék alkalmas.
| Veszélyességi szimbólum | Veszélyesség foka |
|
|
Xn R 10-20 |
Eszközök
1. Kalibrált, hitelesített butirométer, dugóval.
2. Tejpipetta (11 ml vagy 10,75 ml).
3. 10 ml-es kénsav adagoló.
4. 1 ml-es amilakohol adagoló.
5. Fűthető centrifuga fordulatszámlálóval.
A centrifugának teljesen feltöltött állapotban képesnek kell lenni 350 + 50 g centrifugális erő kifejtésére, a butirométer dugó külső oldalán.
6. Temperáló berendezés butirométrek számára (pl. vízfürdő (65 + 2 °C).
Az eredmény leolvasását 65 ? 2 °C hőmérsékleten kell elvégezni.
A vizsgálat előkészítése
Melegítsük fel a tejet kb. 20 °C-ra, majd keveréssel egyenlősítsük, úgy hogy a zsír a tejben egyenletesen eloszoljon. Kerüljük el a tej habzását!
A tejzsír könnyebb mint a víz, ezért a zsírgolyók a gravitációs erő hatására felfelé törekednek és a tej felszínén feldúsulnak. Amennyiben 20 °C-on a tejzsírt nem tudjuk egyenletesen eloszlatni akkor melegítsük fel a tejet lassan 35 – 40 °C-ra, ezen a hőmérsékleten érjünk el homogén zsíreloszlást, majd pipettázás előtt hűtsük vissza 20 °C-ra.
Figyelem! Ha a tej habosodik, előfordulhat, hogy a zsírmolekulák védőburka felhasad. Ilyen eseten keverés hatására a tej kiküpölődik. 40 °C felett a folyamat felgyorsul, a zsír megolvad és cseppfolyós állapotba megy át. Az egyenlősítés után a mintát 1 – 2 percig hagyjuk állni annak érdekében, hogy a légbuborékok eltávozzanak.
 |
Kénsav adagolása, melyhez használjunk védőszemüveget és gumikesztyűt |
A tej bemérését 20 °C-on végezzük. Bármely hőmérsékleti eltérés hatással lehet a vizsgálati anyag térfogatára! A légbuborékok az anyag sűrűségét, valamint a vizsgált tej térfogatát is befolyásolják.
A vizsgálat folyamata
Minden mintát párhuzamossal vizsgáljunk.
1. Helyezzük a két butirométert a butirométer állványba. Mérjünk 10 ml kénsavat a butirométerbe.
2. Pipettázzunk, súly szerinti módszer esetében 10,75 ml, térfogat szerinti módszer esetében
11 ml tejet a butirométerbe. Vigyázzunk, hogy a tej ne érintse a butirométer nyakát, és ne keveredjen össze a kénsavval! Ezt úgy érhetjük el, hogy a pipetta hegyét, olyan mélyen ahogy csak lehet a butirométer belső falához nyomjuk, és lassan a kénsavra rétegezzük a tejet. Ha e műveletet pontosan és precízen végezzük, akkor a kénsav és a tej határán csak egy nagyon vékony halvány barna csík jelenik meg.
3. Mérjünk 1 ml amilalkoholt a tejre. Az amilalkohol alacsony sűrűségének köszönhetően a két elegy egymással nem keveredik.
4. Zárjuk le a butirométert dugóval, anélkül, hogy a folyadékok összekeverednének!
5. Helyezzük a butirométert, gömbjével lefelé, butirométer rázócsőbe. Rázzuk meg erősen a butirométert, míg a folyadékok teljesen össze nem keverednek! Tartsuk a hüvelykujjunkat szorosan a dugóhoz nyomva. A butirométert néhányszor fel- és lefelé fordítva a folyadékokat elegyítsük össze.
A folyadékok elegyítésekor hő szabadul fel, gáz fejlődik, amely a dugót kinyomhatja, sőt a butirométer akár el is törhet. A butirométer rázó-csőnek biztonsági okból van jelentősége.
Vigyázat! Ha a butirométert nem rázzzuk meg elég erőteljesen, vagy túl sokáig tartjuk fölöslegesen nyugalmi helyzetben, meggátoljuk az anyagok gyors keveredését, s ezáltal a gyors roncsolást. Mindez hibás vizsgálati eredményhez vezethet.
6. Miután az elegyítés megtörtént a forró butirométereket dugóval lefelé helyezzük egy előmelegített Gerber centrifugába. Fontos, hogy a butirométereket pontosan egymással szemben helyezzük el. A centrifugába helyezés előtt próbáljuk meg a butirométer dugóját nagyjából olyan mértékben benyomni, amekkorára a zsíroszlop magasságát számítjuk. Állítsuk be a centrifugálási időt. Miután – kb. egy perc múlva – elértük a megfelelő centrifugális erőt (350 + 50 g), folytassuk a centrifugálást legalább négy percig. A Gerber centrifuga előírt fordulatszáma 1100 ? 50 fordulat / perc. A Funke- Gerber cég által gyártott, Magyarországon kizárólag a Labomark Kft. által forgalmazott modern centrifugák a beállított centrifugálási idő után automatikusan fékeznek és leállnak.
 |
Butirométer összerázása, butirométer rázó-csőben. A művelethez használjunk védőszemüveg és gumikesztyűt. |
7. A butirométereket vegyük ki a centrifugából, anélkül, hogy kézzel közvetlenül hozzájuk érnénk. Helyezzük azokat 65 °C-os vízfürdőbe 5 percre, dugóval lefelé. Annak érdekében, hogy pontos eredményeket kapjunk, állandó hőmérsékletet kell fenntartani. Csak a 65 °C-on leolvasott eredmények pontosak. Ha a hőmérséklet alacsony, a zsíroszlop térfogata csökken, s így a valósnál alacsonyabb mérési eredményeket kapunk.
8. Miután a butirométereket kivettük a vízfürdőből, emeljük őket függőleges helyzetbe, szemmagaságba. A dugó segítségével állítsuk be a zsíroszlop magasságát. Ha a leolvasás előtt túl sok idő telt el, és a butirométer kihűlt, helyezze vissza újra a vízfürdőbe.
Vigyázzon! Ha a folyadékoszlop és az Ön szeme nincs egy magasságban, nem tudja az eredményeket megfelelően leolvasni!
Vizsgálati eredmények és pontosság
Az eredmény max. fél skálabeosztás mértékéig (pl. 0.05 %) lehet pontos. Ennél pontosabb eredményt butirométerrel nem érhetünk el. Ha folyadékoszlop alsó meniszkusza skálabeosztáson áll, akkor ezt az eredményt kell elfogadni (a. ábra). Ha a folyadékoszlop alsó meniszkusza két skálapont között van, akkor az alacsonyabbik értéket kell elfogadni (b. ábra). Az eltérés a két butirométerről leolvasott érték között nem lehet több, mint 0.10 %.
Az adatok rögzítésekor tűntessük fel, hogy a mintákat Gerber-módszer szerint vizsgáltuk
 |
A butirométer megfelelő hőmérsékletét vízfürdőben állítjuk be. |
 |
Az eredményt biztonsági lámpa segítségével pontosan tudjuk leolvasni. |
Zsírtartalom meghatározása homogénezett tejből, Gerber-módszer szerint
A tej homogénezésével megakadályozzuk a zsír felfölöződését. Mindezt úgy érjük el, hogy a homogénezéssel a zsírgolyók átmérőjét csökkentjük, számukat pedig növeljük. A homogénezett tejben a zsírgolyók átmérője 1,0 ? 2,0 mikron közöttiek.
A homogénezett tejből a zsír centrifugálással nehezebben választható ki, mint a nem homogénezettből, ezért a butirométereket hosszabb ideig kell a centrifugálni. Homogénezett tej vizsgálata
kor végezzük el az egyes lépéseket 1 – 8-ig ugyanúgy, ahogy azt fentebb leírtuk. A kicentrifugált, majd vízfürdőben 65 °C-ra melegített butirométert legalább öt percen keresztül másodszor is centrifugáljuk, majd ismételt 65 °C-os vízfürdő után az előbb említetteknek megfelelően olvassuk le az eredményt. Ha a második centrifugálás után a mérési eredmény 0.05 %-al magasabb, mint az első centrifugálás után, akkor ismételjük meg a melegítést és a centrifugálást harmadszor is.
|
a. ábra: |
b. ábra: |
Butirométeres zsírmeghatározás tejtermékekben
1. Sovány tej és savó
A vizsgálathoz használjon sovány tej butirométert, Sichler szerint. Bemérések és vegyszerek ugyanúgy, mint a tejnél. Centrifugáljon kétszer, majd helyezze a butirométereket vízfürdőbe 65 °C-ra 5 percig, a centrifugálások között és a második centrifugálás után is.
2. Sűrített tej (cukor nélkül)
Először melegítse fel a sűrített tejet 50 °C-ra, hagyja kihűlni, majd keverje össze vízzel 1:1 arányban! Ezt az oldatot vizsgálja úgy mint a tejet, Gerber szerint. Zsírtartalom = leolvasott érték x 2.
3. Író (Mohr és Baur módszere szerint)10 ml kénsav (do 1,820g) bemérése után, pipettázzon 10 ml írót és 2.0 ml amilalkoholt Gerber-butirométerbe. Miután lezárta a butirométert, rázza össze alaposan, majd centrifugáljon. Ezzel megakadályozza a dugulást. Kétszeri centrifugálás után olvassa le az eredményeket.
Zsírtartalom = leolvasott érték x 1.075.
Az eredményt g/100 g mértékegységben kapja.
.4. Tejpor (Teichert szerint)
Használjon tejpor butirométert, Teichert szerint. Mérjen a butirométerbe 10 ml kénsavat (do 1,820g). Töltsön rá 7.5 ml vizet és 1 ml amilalkoholt. Mérjen ki 2.5 g tejport egy bemérőcsónakba, majd töltse a butirométerbe egy tölcséren keresztül, finom kefe segítségével. Zárja le a butirométert, majd a tartalmát rázza alaposan össze. A rázás alatt többször helyezze a butirométert 65 °C-os vízfürdőbe. Centrifugálja a butirométert előmelegített centrifugában 2 x 5 percen keresztül. A két centrifugálás között 5 percre helyezze a butirométert 65 °C-os vízfürdőbe.
5. Tejszín zsírtartalmának meghatározása Roeder szerint (súly szerinti módszer)
Használjon tejszín butirométert, Roeder szerint. Mérjünk ki 5 g tejszínt egy terménypohárba, majd helyezzük a butirométerbe. A terménypohár felső peremén keresztül töltsön kénsavat (do 1,523g) a butirométerbe. Zárja le a butirométert és helyezze 70 °C-os vízfürdőbe, majd rázza addig, amíg a fehérje teljesen fel nem oldódik. Töltse tovább a butirométert kénsavval, míg a folyadék el nem éri a skála alját, majd adjon hozzá 1 ml amilalkoholt. Zárja le a butirométert, rázza össze, és ismét helyezze 70 °C-os vízfürdőbe, további öt percre. Centrifugálja öt percen keresztül, majd helyezze 65 °C-os vízfürdőbe. Állítsa be a zsíroszlopot nullpontra, majd olvassa le 65 °C-on az alsó meniszkusz szerint.
6. Tejszín zsírtartalmának meghatározása Köhler szerint (térfogat szerinti módszer)
Használjon tejszín butirométert, Köhler szerint. Mérjen a butirométerbe a következő sorrendben: 10 ml kénsavat (d° 1.820g), 5 ml tejszínt, 5 ml vizet, 1 ml amilalkoholt. Rázza össze a butirométer tartalmát. Előfűtött centrifugában centrifugálja a butirométert 5 percig. Ezután helyezze 65 °C-os vízfürdőbe 5 percre, majd végezze el a leolvasást.
7. Sajt zsírtartalmának meghatározása Van Gulik szerint (súly szerinti módszer)
Használjon sajt butirométert, van Gulik szerint. Mérjen egy bemérőcsónakba 3 g sajtot, helyezze a butirométerbe, majd zárja le. A pépes állagú sajtmintákat lyukas, üveg terménypohárba mérjük ki és így helyezzük a butirométerbe. Mérjen rá kb. 15 ml kénsavat (d°1,523g). Helyezze a lezárt butirométert 70 – 80 °C-os vízfürdőbe. Rázzuk a butirométer tartalmát addig, amíg a sajt teljesen fel nem oldódik. Ezután adjunk hozzá 1 ml amilalko holt a felső nyíláson keresztül, valamint annyi kénsavat, hogy a folyadék szintje a skálán a 15 %-os jelzést elérje. Ezután zárja le a butirométert, rázza össze a tartamát, tegye öt percre 65 °C-os vízfürdőbe, majd centrifugálja öt percen keresztül. Helyezze vissza a butirométert 65 °C-os vízfürdőbe, állítsa a zsíroszlopot a nullpontra, majd olvassa le a zsírtartalmat.
8. Fagylalt zsírtartalmának meghatározása Köhler szerint (térfogat szerinti módszer)
Használjon fagylalt butirométert, Köhler szerint. Távolítsa el a fagylaltból a jégdarabokat, vagy más nyers részeket (pl.: gyümölcsdarabok). Keverje össze a fagylaltot alaposan, amíg az szobahőmérsékletű nem lesz. Ügyeljen arra, hogy a fagylaltmassza levegővel lehetőleg ne keveredjen. A következő sorrendben töltse meg a butirométert: 10 ml kénsav (d°1.820g), 5 ml fagylalt, 5 ml víz, 1 ml amilalkohol. Ha a butirométer nincs megfelelően tele, adjunk még hozzá 1 – 2 ml vizet. Zárja le a butirométert, rázza össze a tartalmát, centrifugálja öt percig, tegye öt percre 65 °C-os vízfürdőbe, majd olvassa le az eredményt.
9. Fagylalt zsírtartalmának meghatározása Roeder szerint (súly szerinti módszer)
Használjon fagylalt butirométert, Roeder szerint. Mérjen ki 5 g jól összekevert fagylaltot egy üveg terménypohárba, majd helyezze a butirométerbe.
A butirométer felső nyílásán keresztül töltsön kb. 15 ml kénsavat (d°1.523g) a butirométerbe. Zárja le a butirométert, helyezze 70 °C-os vízfürdőbe, rázza össze a tartalmát, addig amíg a fehérje teljesen fel nem oldódik. Adjon hozzá 1 ml amilalkoholt és annyi kénsavat, hogy a folyadék szintje a butirométerben kb. a 10 % jelzést érje el. Zárja le a butirométert, rázza össze a tartalmát, majd helyezze öt percre 70 °C-os vízfürdőbe. Centrifugálja öt percig. Helyezze a butirométert öt percre 65 °C-os vízfürdőbe, majd olvassa le a zsírtartalmat.
10. Vaj zsírtartalmának meghatározása Roeder szerint (súly szerinti módszer)
Használjon vaj butirométert, Roeder szerint. Mérjen ki 5 g jól összekevert vajat egy üveg terménypohárba, majd helyezze a butirométerbe. A felső nyíláson keresztül töltsön kb. 15 ml kénsavat (d°1.523g) a butirométerbe. Zárja le a butirométert, helyezze 70 °C-os vízfürdőbe, majd rázza össze a tartalmát, addig amíg a fehérje teljesen fel nem oldódik. Adjon hozzá annyi kénsavat, hogy a folyadék szintje a skálarész alsó beosztásáig érjen. Adjon hozzá 1 ml amilakoholt. Zárja le a butirométert, rázza össze a tartalmát, majd helyezze tíz percre 70 °C-os vízfürdőbe. Centrifugálja 5 percig. Helyezze a butirométert 65 °C-os vízfürdőbe, állítsa a zsíroszlopot a nullpontra, majd olvassa le a zsírtartalmat.
Eszközök a tej és tejtermékek zsírtartalmának acido-butimetriás meghatározásához
Az acido-butimetriás zsírvizsgálati módszer legalapvetőbb eszköze a butirométer. Az eredeti Funke-Gerber butirométerek világszerte ismertek, mint megbízható precíziós vizsgálati eszközök. Ezek a butirométerek 1892 óta (amikor Gerber professzor a butirométert feltalálta) szisztematikus fejlesztés alatt állnak. Ennek a fejlesztésnek az eredménye a jelenleg alkalmazott lapos butirométer skála is. A napjainkban használatos Funke-Gerber butirométerek jó minőségűek, a legszigorúbb minőségi előírásoknak is megfelelnek. Alkalmazásukkal, a precízen beállított skálának és a test térfogat pontosságának köszönhetően hiteles eredményekhez juthatunk.
A jó minőségű Funke-Gerber butirométerek saválló üvegből készülnek, lapos skálarésszel, német és más nemzetközi szabványoknak megfelelően (DIN, BS, IDF, ISO stb.).
Sok európai országban előírás, hogy a butirométerek hivatalosan kalibráltak legyenek. A hivatalosan kalibrált butirométerek nemzeti jelzéssel ellátottak. Azok a butirométerek, amelyek hivatalosan nem kalibráltak, ugyanazon technológiával készülnek és így minőségük is hasonlóan garantált. Magyarországon kizárólag hitelesített (hivatalosan kalibrált) butirométerek használata engedélyezett. A Labomark Kft. a butirométereket a Magyar Mérésügyi Hivatallal hitelesítteti, de kérésre a hitelesítést elvégeztetjük a Német Mérésügyi Hivatallal is.
 |
Tej pipettázása a butirométerbe |
Szállítási programunk és ajánlatunk a butirométereken túl tartalmazza mindazon eszközöket, amelyek az acido-butimetriás eljáráshoz szükségesek.
Ilyenek a centrifugák,
- vízfürdők,
- kénsav és amilalkohol adagolók,
- tejpipetták,
- dugók,
- állványok,
- rázó-csövek,
- leolvasó berendezés,
- védőeszközök.